#accesibilidad La vía-Láctea vista desde el occidente del estado de Virginia, Estados Unidos. Se ven muchas estrellas con un rastro claro atravesando el cielo nocturno.
Este texto es una respuesta a la pregunta hecha por el estudiante Lauro Gomes (ETEC)
Los puntos brillantes que vemos en el cielo y que tanto intrigaron a nuestros ancestros, todavía continúan despertando nuestra curiosidad. Por eso (también) existe una ciencia que estudia exclusivamente los astros: la astronomía. Y dentro de esa ciencia, existen diversos campos de estudio, podemos incluso decir que son tan vastos como nuestro universo.
Para comenzar a entender cómo funciona la ‘vida’ de una estrella, es necesario saber de qué está hecha. Las estrellas como nuestro sol no son bolas de fuego como algunas personas imaginan, aun así son muy calientes (en el caso de nuestro sol, la temperatura de la superficie es de 5504 ºC). Esto se debe a las reacciones nucleares en su núcleo, lo que significa que el sol puede transformar hidrógeno en helio por medio de fusión nuclear siguiendo un proceso llamado cadena p-p que libera energía en forma de fotones.
Las estrellas están hechas casi completamente de eso, los procesos de fusión nuclear van creando ‘capas’ de elementos y la estrella continúa produciendo energía hasta que llega un momento en el que esa capacidad se agota, al quedar solamente elementos pesados en su núcleo. Intentemos entender cómo funciona esa ‘vida’.
La formación de estrellas ocurre en lugares que conocemos como nebulosas y a las que Carl Sagan denominaba cuna de estrellas. No es en vano que, por causa de las condiciones de los gases presentes en estos lugares, es posible que haya un colapso gravitacional que origine el cuerpo celeste. De esta forma, una fuerza gravitacional actúa para contraer la estrella, mientras otras fuerzas intentan expandirla, en una batalla constante por la ‘sobrevivencia’.
#accesibilidad Representación artística de la nebulosa “Cabeza de Caballo”. Se ve el espacio lleno de estrellas, rojizo, y con una nube de polvo oscuro en el centro.
En este punto, es interesante adicionar el concepto de “evolución estelar”, ya que es claro que las estrellas no son seres vivos, ¿cierto? Ellas no luchan “por su vida” sino que siguen un proceso natural de evolución que depende de las condiciones de su formación y de su tamaño. Una herramienta que muestra de forma resumida la evolución estelar es el Diagrama de Hertzprung-Russel, donde las estrellas son clasificadas por luminosidad y temperatura, haciendo posible determinar su edad.
#accesibilidad Diagrama de Hertzprung-Russel. Gráfica con la temperatura de la superficie en Kelvin en el eje X, variando de 40 mil a cero, y Luminosidad en unidades solares, variando de 10 elevado a la menos 5 hasta 10 elevado a la 6. Las líneas en diagonal agrupan y concentran la mayoría de las estrellas de tal forma que las enanas blancas están por debajo de la luminosidad del sol, variando entre 6 mil y 30 mil Kelvin, las gigantes más calientes y más luminosas que el sol, las supergigantes más luminosas y no necesariamente más calientes, y las demás siguiendo la tendencia aproximada donde el valor o medida que indica temperatura más alta, es más luminosa.
Viendo el diagrama, es posible entender que las estrellas recién nacidas están en la parte izquierda de la figura, formando lo que se conoce como secuencia principal y donde también se puede mapear el tiempo de actividad de la estrella, su evolución e inclusive su fin.
#accesibilidad Ciclo de vida estelar simplificado en cinco partes: nacimiento, fase principal, vejez, muerte y remanente. Comienza con la representación de una nube molecular, después aglomerados abiertos y protoestrellas que pueden convertirse en una enana marrón, una estrella de masa pequeña o una masiva. La estrella masiva envejece y se vuelve una supergigante roja, una supernova tipo 2 que puede ser un agujero negro, una estrella de neutrones, o simplemente remanentes de supernovas. La estrella de masa pequeña se vuelve una gigante roja que puede volverse una nebulosa planetaria, una enana blanca, una enana negra o una enana blanca binaria, una nova o una supernova.
Veamos cómo son las fases de evolución de una estrella:
1 – Quema de hidrógeno: Fase en la que la estrella está transformando hidrógeno en helio, o sea, en la secuencia principal. Nuestro sol está en esa fase, pero algunas estrellas más jóvenes pueden tener color azulado;
2 – Gigante roja: cuando el hidrógeno del núcleo se agota y la siguiente capa “cae’ en el núcleo para que haya una continuación de la fusión. El interior de la estrella se caliente y su superficie se enfría, expandiéndose;
3 – Quema de helio: en cierto momento la estrella comienza el proceso de fusión con moléculas de helio para continuar la producción de energía. Ahora ella quema helio en el núcleo, e hidrógeno en las capas superiores;
4 – Rama asintótica gigante: el núcleo está formado por un centro de carbono, mientras que el helio y el hidrógeno se funden en capas superiores. En esta etapa, la estrella es más grande y luminosa que una gigante roja.
5 – Muerte estelar: Depende de la masa de la estrella. En resumen, cuando una estrella tiene una masa muy pequeña, eyecta su envoltura, quedando solamente el núcleo y transformándose así en una enana blanca. En el caso de una estrella con masa más grande, se van produciendo otros elementos por fusión, hasta que llega a un límite y se vuelve una supernova, una explosión gigantesca. Estrellas aún más viejas pueden transformarse en estrellas de neutrones o, en casos extremos, en agujeros negros.
Pero hablaremos de esos temas en otros textos…
Fuentes:
Fuente de la imagen destacada: http://www.ForestWander.com / CC BY-SA 3.0 US
Fuente de la imagen 1: ESO / CC BY
Fuente de la imagen 2: ESO / CC BY
Fuente de la imagen 3:
B. W. Carroll & D. A. Ostlie, An Introduction to Modern Astrophysics (2nd editon), editora Pearson / Addison Wesley
Kepler de Oliveira, Maria de Fátima Saraiva, Astronomia e Astrofísica, ed. Livraria da Física
A. C. S. Friaça, E. D. Pino, V. J. S. Pereira, Jr. L. Sodré, Astronomia: Uma Visão Geral do Universo, editora Edusp
Para saber más:
Cosmos (Edição 2015) – Neil deGrasse Tyson
A Dança do Universo – Marcelo Gleiser
Otros disseminadores:
Canal do Físico Marcelo Gleiser no YouTube
Curso de Astronomia aberto na UFABC
